豪華車型峰值功率在300KW以上,百公里加速5S左右,最高車速180Km/h左右;主流經(jīng)濟車型峰值功率在100KW左右,百公里加速10S左右,最高車速150Km/h左右。
1、高功率密度
高功率密度可提高整車續(xù)航里程,需減小電驅(qū)傳動系統(tǒng)空間尺寸和重量;
反拖充電時反齒面載荷增加;高速旋轉(zhuǎn)下發(fā)生齒輪膠合失效的風(fēng)險增加;
高轉(zhuǎn)速下,由于動態(tài)效應(yīng)(共振)導(dǎo)致載荷增加的風(fēng)險;
軸承和齒輪都很有可能需要更高的精度等級,但對應(yīng)的就是更高的成本。
2、高轉(zhuǎn)速
新能源汽車驅(qū)動電機高速化,可以在保持體積重量不變時提高功率,進而提升汽車動力性;或者保持同樣功率和動力性,同時可以縮小電機體積,降低成本。
以BYD秦EV/120kW電機為例,轉(zhuǎn)速由14000rpm提升到20000rpm:體積減小24%、重量減小26.5%、成本降低26%。
高速電機存在的幾個問題:
(1)高速帶來的轉(zhuǎn)子離心力大,需要更高的轉(zhuǎn)子強度,可以通過低鐵損硅鋼片(降低厚度)和高強度硅鋼材料解決;
(2)高速軸承和高轉(zhuǎn)速油封的選擇、對動平衡要求更高,工藝裝配要求更高;
(3)高速帶來的鐵損增加和繞組渦流損耗、電頻率增大,電流位移和趨膚效應(yīng);
(4)激振頻率高,NVH惡化,需要在電磁設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、電機控制等方面綜合考慮。
(5)控制方面,開關(guān)頻率增加,IGBT損耗增加,可以通過應(yīng)用SiC、DSP升級和更新算法等方法解決;
(6)高轉(zhuǎn)速的標定測試臺架資源受限。
3、高效率
(1)提高電機效率:硅鋼片選型、繞線方法、永磁體布置方式;
(2)提高電控效率:IGBT選型、載波頻率;
(3)提高減速器效率:速比選擇、潤滑油選型及油量、軸承選型。
以速比匹配為例,需考慮多個工況進行選擇:
4、NVH性能
沒有內(nèi)燃機噪聲掩蓋齒輪噪音,電動車對齒輪噪音容忍度更低;
電機本身會產(chǎn)生激勵導(dǎo)致噪音;
在反拖充電過程中,反齒面會完全受載;
潛在的齒輪嘯叫風(fēng)險,這是在高轉(zhuǎn)速以及對應(yīng)的頻率范圍內(nèi),輪齒嚙合頻率激勵所導(dǎo)致的;
高轉(zhuǎn)速導(dǎo)致高頻嘯叫,人耳朵對2-5kHz的聲音很敏感;
需對系統(tǒng)模態(tài)響應(yīng)進行精細控制以避免共振。
5、EV兩擋優(yōu)勢
以BYD秦EV為例,在原車120kW電機基礎(chǔ)上,匹配兩檔進行計算:
NEDC工況下,整車能耗可降低2.5%:
EUDC工況下,整車能耗可降低3.5%:
調(diào)節(jié)電機工作點,提高電驅(qū)動系統(tǒng)總效率。
6、EV兩擋技術(shù)方案
AMT構(gòu)型:結(jié)構(gòu)緊湊、性價比高:
AT構(gòu)型:換擋品質(zhì)高、無動力中斷:
無離合器、無同步器的電驅(qū)動機械變速器(EMT)構(gòu)型——成本低、結(jié)構(gòu)緊湊、維護方便
EMT系統(tǒng)的“無沖擊換檔”控制性能——消除“打齒”,延長使用壽命;消除換檔噪聲,改善舒適性;極短動力中斷時間,提升整車加速能力
責(zé)任編輯:彭菁
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原文標題:電驅(qū)動系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展趨勢和挑戰(zhàn)
文章出處:【微信號:EDC電驅(qū)未來,微信公眾號:EDC電驅(qū)未來】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。
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